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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Métodos para segmentação nuclear e avaliação da expressão gênica em imagens sagitais de embriões de Drosophila melanogaster
metadata.dc.creator: Sousa, Daniela Justiniano de
metadata.dc.contributor.advisor1: Travençolo, Bruno Augusto Nassif
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Lopes, Francisco José Pereira
metadata.dc.contributor.referee1: Felipe, Joaquim Cézar
metadata.dc.contributor.referee2: Escarpinati, Maurício Cunha
metadata.dc.description.resumo: Nos últimos anos, as técnicas de processamento digital de imagens têm sido largamente utilizadas em conjunto com outras áreas da ciência, incluindo a biologia. Estas técnicas geralmente visam otimizar o tempo, aumentar a precisão e eliminar a subjetividade do processo da simples análise visual. Esse crescimento motivou-se, principalmente, por avanços importantes na Biologia Computacional e pelo aumento considerável dos bancos de imagens biológicas. O presente trabalho propõe métodos para segmentação nuclear e avaliação da expressão gênica em imagens da Drosophila melanogaster. O método de segmentação proposto aborda diferentes técnicas de processamento digital de imagens, e consiste em realizar a segmentação automática dos núcleos celulares contidos em imagens sagitais de embriões desse modelo biológico. O método baseia-se na estimativa de curvatura do contorno dos objetos, e consiste em separar núcleos agregados por meio de segmentos traçados entre pontos côncavos correspondentes. A abordagem apresentada é nova para esse cenário, e contribui para a solução do problema de componentes agregados, característica recorrente em aplicações voltadas à segmentação de núcleos. Os métodos de avaliação incluem abordagens para quanticação e visualização da intensidade média de proteína e RNA nas regiões intranuclear e citoplasmática dos embriões de Drosophila. O método de quanticação, em especíco, possibilita obter o perl de expressão gênica assumido ao longo do eixo anterior-posterior dos embriões de Drosophila. Por outro lado, o método de visualização inclui uma nova abordagem para exibição das imagens sagitais, capaz de organizar os núcleos celulares em uma conguração linear. O uso ecientes dos métodos de avaliação auxilia a interpretação dos dados obtidos. Em geral, os métodos para segmentação nuclear e avaliação da expressão gênica representam um passo essencial para a realização de diversas análises biológicas sobre a Drosophila melanogaster. Experimentos foram realizados a m de ilustrar o desempenho da segmentação, quando comparado com outras abordagens comumente encontradas na literatura. Os resultados obtidos demonstraram que o método proposto é ecaz a nível qualitativo e quantitativo. O método pode ainda ser utilizado em diferentes aplicações e áreas, tais que envolvam congurações similares.
Abstract: In recent years, the techniques of digital image processing have been widely used in conjunction with other areas of science, including biology. These techniques generally aim to optimize time, increase accuracy and eliminate the subjectivity of the process of simple visual analysis. This increase was motivated mainly by important advances in Computational Biology and the considerable increase of databases of biological image. In this work it is presented a computational method that uses dierent techniques of image processing. The main objective is to achieve the segmentation of cell nuclei contained in sagittal images of Drosophila melanogaster embryos. This task represents an essential step for performing several analyzes about this biological model. The proposed method is based on the estimation of curvature of the object contour, and consists in separating clusters of nuclei through segments drawn between corresponding concave points. This approach is new for this scenario, and contributes to the solution of the problem of aggregated components, recurrent feature in applications related to the segmentation of nuclei. Evaluation methods include approaches to quantify and visualize the average intensity of protein and RNA in intranuclear and cytoplasmic regions of the embryo Drosophila. The quantication method, in particular, allows to obtain the gene expression prole taken along the anterior-posterior axis of the embryo Drosophila. On the other hand, the visualization method includes a new approach for the exhibition of sagittal images, in which the cell nuclei are arranged in a linear conguration. The ecient use of evaluation methods helps the interpretation of the data. In general, methods for nuclear segmentation and evaluation of gene expression represents an essential step for performing various analyzes biological on the Drosophila melanogaster. Experiments were performed to illustrate the performance of the segmentation, when compared to other approaches found in the literature. The results showed that the proposed method is eective qualitatively and quantitatively level. The method can also be used in various applications and elds, such that involve similar congurations.
Keywords: Processamento digital de imagens
Segmentação de imagens
Curvatura
Núcleos celulares
Drosophila melanogaster
Digital image processing
Image segmentation
Curvature
Cell nuclei
Processamento de imagens - Técnicas digitais
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Ciências Exatas e da Terra
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação
Citation: SOUSA, Daniela Justiniano de. Métodos para segmentação nuclear e avaliação da expressão gênica em imagens sagitais de embriões de Drosophila melanogaster. 2013. 180 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2013.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/12548
Issue Date: 29-Nov-2013
Appears in Collections:PPGCC - Mestrado em Ciência da Computação

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